Диффузионный слой

В электрохимии диффузионный слой , согласно ИЮПАК , определяется как «область вблизи электрода , где концентрации отличаются от их значения в объемном растворе. Определение толщины диффузионного слоя произвольно, поскольку концентрация приближается асимптотически к значению в объемном решении». диффузионный слой зависит от коэффициента диффузии ( D ) аналита Таким образом , , а для вольтамперометрических измерений - от скорости сканирования (В/с). Обычно считается, что оно кратно ${\sqrt {Dt}}$ (где ${\tfrac {1}{t}}$ = скорость сканирования).

Это значение физически актуально, поскольку концентрация растворенного вещества изменяется в соответствии с выражением, полученным из законов Фика :

${\frac {c}{c*}}=\operatorname {erf} \left({\frac {x}{2{\sqrt {Dt}}}}\right)$

где erf — функция ошибок . Когда $x={\sqrt {Dt}},$ концентрация составляет примерно 52% от объемной концентрации:

$\operatorname {erf} (1/2)=0.520499878\dots$

При низких скоростях сканирования диффузионный слой имеет размеры порядка микрометров , тогда как при высоких скоростях сканирования толщина диффузионного слоя составляет нанометры. Эта связь частично описывается уравнением Коттрелла .

Что касается циклической вольтамперометрии , диффузионный слой имеет незначительный объем по сравнению с объемом основного раствора. По этой причине эксперименты по циклической вольтамперометрии имеют неиссякаемый запас свежего аналита.